Mıknatıs nedir?

Mıknatıs kutuplarının ve manyetik alanının demir tozuyla gösterilmesi

Mıknatıs, manyetik alan oluşturarak demir, nikel, kobalt ve bu elementleri içeren bazı alaşımları çekme özelliği gösteren cisimdir. Bu özellik, maddelerin atom yapısındaki manyetik bölgelerin aynı doğrultuda dizilmesi sonucunda ortaya çıkar. Mıknatıslar doğal olarak bulunabilen manyetit gibi minerallerden oluşabileceği gibi, sanayide üretilen yapay mıknatıslar şeklinde de elde edilir. Yapay mıknatıslar, kalıcı ve geçici olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Kalıcı mıknatıslar çoğunlukla demir, nikel ve kobalt alaşımlarından veya neodimyum-demir-bor (NdFeB) ile samaryum-kobalt (SmCo) gibi yüksek manyetik özellikli nadir toprak alaşımlarından üretilir. Geçici mıknatıslar ise genellikle yumuşak demir gibi kolay mıknatıslanıp manyetik etkisi ortadan kalktığında bu özelliğini büyük ölçüde kaybeden malzemelerden yapılır. Kalıcı mıknatıslar manyetik özelliklerini uzun süre korurken, geçici mıknatıslar yalnızca dışarıdan uygulanan manyetik alan etkisi altında mıknatıslanır. Günlük yaşamda kullanılan çubuk, halka, disk, silindir ve at nalı biçimindeki mıknatıslar farklı kullanım amaçlarına göre tasarlanır. Bir mıknatıs, manyetik alanına giren uygun metalleri doğrudan çekebildiği gibi, iletken bir tel bobinine birdenbire yaklaştırılıp uzaklaştırıldığında manyetik akının değişmesine bağlı olarak kapalı bir devrede elektrik akımı oluşmasına da neden olur. Bu olaya elektromanyetik indüksiyon denir ve elektrik jeneratörleri, transformatörler ile birçok elektrikli cihazın çalışma temelini oluşturur. Ayrıca mıknatısın oluşturduğu alan görünmez olmasına rağmen etkisi demir tozları veya manyetik alan çizgileriyle gözlemlenebilir.

Mıknatıslarda farklı kutuplar birbirini çeker, aynı kutuplar birbirini iterler

Her mıknatısın iki kutbu bulunur. Serbestçe dönebilecek şekilde asıldığında veya sürtünmesiz bir düzlemde hareket edebildiğinde bir ucu kuzey (N), diğer ucu ise güney (S) yönünü gösterecek biçimde Dünya'nın manyetik alanına göre kendiliğinden doğrultu alır. Bu özellik nedeniyle mıknatıs, pusula yapımının temel unsurudur ve yüzyıllardır yön bulmada kullanılmaktadır. İki mıknatısın aynı kutupları birbirini iterken, zıt kutupları birbirini çeker; bu etkileşim manyetik kuvvetin temel kurallarından biridir. Bir mıknatıs bölündüğünde tek kutuplu parçalar oluşmaz; elde edilen her parça yeniden bir kuzey ve bir güney kutbuna sahip olur. Manyetik etkinlik en güçlü biçimde kutuplarda görülür ve kutuplardan uzaklaştıkça azalır. Günümüzde mıknatıslar, elektrik motorlarından hoparlörlere, mikrofonlardan sabit disk sürücülerine, manyetik sensörlerden tıbbi görüntüleme sistemlerine, kapı kilitlerinden geri dönüşüm tesislerinde metallerin ayrıştırılmasına kadar çok geniş bir kullanım alanına sahiptir. Güçlü mıknatısların yüksek sıcaklık, darbe veya ters yönde güçlü manyetik alan etkisiyle manyetik özelliklerini kısmen ya da tamamen kaybedebilmeleri mümkündür.